CN104251487A

CN104251487A - 一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法

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Publication number: CN104251487A
Application number: CN201410493739.0A
Authority: CN
Inventors: 姚伟; 万庆海; 杨忠灿; 蒙毅; 刘家利; 王桂芳
Original assignee: Shaoguan City Pingshi Power Plant Co Ltd (b Plant); Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd; Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Current assignee: Shaoguan City Pingshi Power Plant Co Ltd (b Plant); Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd; Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2014-12-31

Abstract

本发明公开了一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该燃煤锅炉的燃烧器包括主燃烧器和上三次风燃烧器，其中，主燃烧器位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器紧邻主燃烧区的上部，包括以下步骤：1)在主燃烧器区最下层二次风下方增加一层三次风喷口，作为下三次风燃烧器；2)在锅炉四角原三次风风管上开口，利用新增管道将原三次风引至新增的三次风喷口，从而提高煤粉燃尽率又不影响锅炉的低负荷稳燃能力。本发明能在保证锅炉低负荷稳燃能力的基础上提高锅炉效率3％以上，且本发明提高无烟煤锅炉效率的幅度大，不影响锅炉燃烧稳定性，使用本发明提供的方法，投资少，运行费用低，适合我国国情。

Description

一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法

【技术领域】

本发明属于锅炉燃烧技术领域，尤其涉及一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其适用于燃用劣质无烟煤的锅炉。

【背景技术】

无烟煤为煤化程度最深的煤，干燥无灰基挥发分一般在10％以下，其特点是灰分和水分较低，发热量很高，可达25000～32500kJ/kg，挥发分释出温度较高，着火和燃尽均比较困难，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色。在我国电站锅炉动力用煤中，无烟煤占有相当大的比例，产地主要位于山西、贵州、云南和湖南等地。在电站锅炉上采用切圆燃烧方式燃用时，为避免其难着火、难燃尽带来的负面影响(包括灭火、燃尽率低、最低不投油稳燃负荷高等)，一般采用钢球磨中储式热风送粉制粉***和炉内敷设卫燃带，以降低其着火热、提高炉膛温度和保证燃尽。从已投运的该类型锅炉的运行效果来看，其锅炉效率基本在90％左右。

近年来，随着我国火电装机容量的增加和煤炭供应形势的变化，电厂越来越无法及时采购到与设计煤相近的煤种，不得不大量燃用高灰分、低热值的无烟煤，导致锅炉效率和锅炉带负荷能力均出现大幅下降，严重影响了火电机组的运行经济性。据了解，不少无烟煤电厂的锅炉效率已下降至85％以下，不但造成电厂发电煤耗大幅升高，而且造成严重的资源浪费。因此，研发一种简单、高效和低成本的提高无烟煤锅炉燃烧经济性的方法势在必行。

经发明人所作的资料检索，与上述问题相关的技术文献如下：

[1]、三次风下移减小煤粉锅炉烟温偏差的研究，华中理工大学:陈刚、谢勇、丘纪华等，《华中理工大学学报》2000，28(2)102～104；

[2]、制粉***三次风对锅炉炉内工况影响的分析，山西漳泽电力股份有限公司：张国宏、杨素萍、牛雅莉,《电力学报》2002，17(2)142～144；

[3]、三次风对四角切圆锅炉燃烧和NO_x排放的影响，浙江大学：苟湘、周俊虎、周志军等，《中国电机工程学报》2008，28(8)7～12；

[4]、利用三次风再燃降低NO_x排放研究，浙江大学：欧大武、方磊等，《电站***工程》2003，19(1)24～26；

[5]、三次风下移减小大容量煤粉锅炉烟温偏差的研究探讨，华中理工大学:陈刚、顾玉春、谢勇，《华中理工大学学报》2000，31(3)27～29；

[6]、利用三次风细粉再燃降低NO_x排放的几个关键问题分析，浙江大学：徐璋、李戈、潘维等，《热力发电》2003(9)42～46；

[7]、280t/h锅炉三次风超细煤粉作为再燃燃料降低NO_x排放的技术方案，巨化集团公司热电厂：方建，《浙江电力》2004(1)16～22。

【发明内容】

本发明的目的在于针对目前的技术现状和存在的问题，提供了一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该燃煤锅炉的燃烧器包括主燃烧器和上三次风燃烧器，其中，主燃烧器位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器紧邻主燃烧区的上部，该方法包括以下步骤：

1)在主燃烧器区最下层二次风下方增加一层三次风喷口，作为下三次风燃烧器；

2)在锅炉四角原三次风风管上开口，利用新增管道将原三次风引至新增的三次风喷口，从而提高煤粉燃尽率又不影响锅炉的低负荷稳燃能力。

本发明进一步改进在于，下三次风燃烧器采用与原有三次风喷口同样的尺寸、风速和偏转角度。

本发明进一步改进在于，下三次风由原有的布置在锅炉四角的三次风管道上引出，并在上、下三次风管道安装调节阀门。

本发明进一步改进在于，上、下三次风比例能够调节，在锅炉60％负荷以上，下三次风所占比例为50～100％；在60％负荷以下，下三次风所占比例为0～50％。

一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该方法主体设备包括主燃烧器和上三次风燃烧器，其中，主燃烧器位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器紧邻主燃烧区的上部；辅助***设备包括给煤机、磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤粉仓、排粉风机、一次风箱、第一省煤器、第二省煤器、第一空气预热器、第二空气预热器、除尘器、引风机及各设备之间的连接管道；原煤经给煤机进入磨煤机，经过磨制后，进入粗粉分离器中进行粗细分离，合格的煤粉被细粉分离器捕集，落入煤粉仓中储存起来，从细粉分离器中分离出来的乏气由排粉风机通过上三次风燃烧器送入炉膛，炉膛内煤粉燃烧产生的烟气经过水平烟道后进入尾部竖直烟道，与第一省煤器、第二省煤器、第一空气预热器以及第二空气预热器发生热交换，然后通过除尘器除尘，除尘后的烟气经引风机通往烟囱排入大气；该方法包括以下步骤：

与现有技术相比，本发明所产生的技术效果是：

1、部分(或全部)三次风下置，减少了三次风对炉温水平、煤粉燃尽、炉膛出口烟温偏差等的不利影响，提高了锅炉运行的经济性、安全性。

2、使用本发明提供的方法，灰、渣可燃物可降低10％以上，锅炉效率可提高在3％以上，其燃烧效果高于常规的燃烧器技术。

3、本发明仅需增加下三次风喷口和相应的管道、阀门，不需要对主体燃烧器进行改造，也不需要对锅炉主要设备进行改动，投资较低。

4、三次风下置后上、下三次风风量分配运行方式灵活，既可以在中、高负荷时大比例(全部)投运下三次风，降低灰渣可燃物；也可在低负荷时降低下三次风流量至合理范围，减小其对低负荷稳燃的运行；甚至可作为一个单独的***被隔离掉，在不需要它的时候，锅炉可以恢复到传统运行方式。

5、本发明在实施上方便易行，易于对现有锅炉进行改造，不受地区限制。

综上所述，本发明主要适用于切圆燃烧无烟煤锅炉，且不受炉型、容量的限制，尤其适用于烧劣质无烟煤的锅炉，具有广阔的应用前景。

【附图说明】

图1是应用本发明一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法的***示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该燃煤锅炉的燃烧器包括主燃烧器和上三次风燃烧器，其中，主燃烧器位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器紧邻主燃烧区的上部，该方法包括以下步骤：

其中，下三次风燃烧器采用与原有三次风喷口同样的尺寸、风速和偏转角度。下三次风由原有的布置在锅炉四角的三次风管道上引出，并在上、下三次风管道安装调节阀门。此外，上、下三次风比例能够调节，在锅炉60％负荷以上，下三次风所占比例为50～100％；在60％负荷以下，下三次风所占比例为0～50％。

实现上述方法的装置，主体设备为安装在锅炉角部的燃烧器包括主燃烧器和上、下三次风燃烧器以及为下三次风喷口供风的管道、调节其流量的阀门；必备的辅助***为切向燃烧锅炉，中储式热风送粉制粉***(包括单进单出钢球磨、排粉机、三次风管道等关键设备)。

采用三次风下置方法的装置在应用时，将原有的三次风分为两部分，其分流位置位于四角的原三次风管道上，一部分三次风通过上三次风喷口进入炉内，另一部分三次风通过下三次风喷口进入炉内。两部分三次风流量利用安装在上、下三次风管道上的阀门进行调节，这样可实现在锅炉中高负荷时实现下三次风大流量甚至全部流量，而在锅炉低负荷时则实现下三次风的小流量以保证稳燃。下三次风与上三次风喷口同等尺寸，设计成同样的风速，可灵活实现二者的转换；二者射流方向设计成同样的偏转角度，有利于提高煤粉气流的扰动能力，提高火焰充满度，保证锅炉的低负荷稳燃能力。这样，从总体上看，采用本发明提供的方法的装置在设计时既充分利用了其降低灰渣可燃物、提高燃烧经济性的一面，又充分考虑了其对锅炉低负荷稳燃的不利影响，扬长避短，实现了无烟煤在锅炉上高、低负荷时的高效、经济燃用。

实施例：

如图1所示，该装置采用三次风下置方法。该方法主体设备包括主燃烧器9、上三次风燃烧器8和下三次风燃烧器10，以及为下三次风喷口送风的管道和调节上、下三次风流量的阀门；必要的辅助***设备主要包括给煤机1、磨煤机2、粗粉分离器3、细粉分离器4、煤粉仓5、排粉风机6、一次风箱7、第一省煤器11、第二省煤器13、第一空气预热器12、第二空气预热器14、除尘器15、引风机16及各设备之间的连接管道。煤粉炉的炉膛内主燃烧区安装有上三次风燃烧器8、主燃烧器9以及下三次风燃烧器10。原煤经给煤机1进入磨煤机2，经过磨制后，进入粗粉分离器3中进行粗细分离，合格的煤粉被细粉分离器4捕集，落入煤粉仓5中储存起来。从细粉分离器4中分离出来的乏气由排粉风机6通过上三次风燃烧器8和下三次风燃烧器10送入炉膛。炉膛内煤粉燃烧产生的烟气经过水平烟道后进入尾部竖直烟道，与第一省煤器11、第二省煤器13、第一空气预热器12以及第二空气预热器14发生热交换，然后通过除尘器15除尘。除尘后的大部分烟气经引风机16通往烟囱17排入大气。

该装置所采用的方法是：(1)在主燃烧器下部增设与上三次风同等尺寸、同等偏转角度的下三次风喷口，并在原三次风管道上开口并加装管道将其与下三次风喷口相连；(2)调节上、下三次风管上的阀门，在锅炉双磨运行时，使上三次风门开度为50％，下三次风门全开。

以华电坪石电厂锅炉为例，其为上海锅炉厂制造的410t/h亚临界锅炉，设计燃用湖南无烟煤，最大可带125MW负荷。近年来由于只能燃用劣质无烟煤，出现了锅炉带负荷能力不足、灰/渣含碳量和锅炉效率严重偏低的情况。锅炉负荷最高只能带到105MW，灰/渣含碳量分别高达16％和22％，锅炉效率只能达到77.27％，较锅炉效率设计值89％偏低较多，同时，供电煤耗比设计值偏高35g/kW·h以上，严重降低了锅炉运行的经济性。

改造完成后，结合锅炉的燃烧优化调整试验，锅炉运行特性和经济性有了大幅度改善，主要表现在以下几个方面：

1、在100MW负荷停双磨运行时燃烧器改造后的灰、渣含碳量从改前的16.0％、22.0％大幅度下降至改后的6.5％、14.0％，排烟温度由改前的122℃下降至改后的113℃，锅炉效率从改前的77.27％提高至89.29％，已与停双磨时的90.1％(改后效率)接近，高于原设计保证值，且受锅炉变化的影响较小。照此计算，锅炉发电煤耗从改前的417.8g/kWh下降至改后的361.5g/kWh，幅度高达56.3g/kWh。

2、锅炉最大带负荷能力由改前的105MW提高至改后的120MW，锅炉带负荷能力明显增强。

3、在单磨停运、仅投对角下三次风的情况下，锅炉最低不投油稳燃负荷为76MW，为BMCR工况的60％，达到电厂要求。

4、锅炉主、再热蒸汽参数正常，尤其是再热汽温由改前的516℃提高至改后的528.5℃，机组经济性明显提高。

Claims

1.一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该燃煤锅炉的燃烧器包括主燃烧器和上三次风燃烧器，其中，主燃烧器位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器紧邻主燃烧区的上部，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，下三次风燃烧器采用与原有三次风喷口同样的尺寸、风速和偏转角度。

3.根据权利要求1所述的用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，下三次风由原有的布置在锅炉四角的三次风管道上引出，并在上、下三次风管道安装调节阀门。

4.根据权利要求1所述的用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，上、下三次风比例能够调节，在锅炉60％负荷以上，下三次风所占比例为50～100％；在60％负荷以下，下三次风所占比例为0～50％。

5.一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，该方法主体设备包括主燃烧器(9)和上三次风燃烧器(8)，其中，主燃烧器(9)位于燃煤锅炉炉体内的主燃烧区，上三次风燃烧器(8)紧邻主燃烧区的上部；辅助***设备包括给煤机(1)、磨煤机(2)、粗粉分离器(3)、细粉分离器(4)、煤粉仓(5)、排粉风机(6)、一次风箱(7)、第一省煤器(11)、第二省煤器(13)、第一空气预热器(12)、第二空气预热器(14)、除尘器(15)、引风机(16)及各设备之间的连接管道；原煤经给煤机(1)进入磨煤机(2)，经过磨制后，进入粗粉分离器(3)中进行粗细分离，合格的煤粉被细粉分离器(4)捕集，落入煤粉仓(5)中储存起来，从细粉分离器(4)中分离出来的乏气由排粉风机(6)通过上三次风燃烧器(8)送入炉膛，炉膛内煤粉燃烧产生的烟气经过水平烟道后进入尾部竖直烟道，与第一省煤器(11)、第二省煤器(13)、第一空气预热器(12)以及第二空气预热器(14)发生热交换，然后通过除尘器(15)除尘，除尘后的烟气经引风机(16)通往烟囱(17)排入大气；其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)在主燃烧器区最下层二次风下方增加一层三次风喷口，作为下三次风燃烧器(10)；

6.根据权利要求5所述的一种用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，下三次风燃烧器(10)采用与原有三次风喷口同样的尺寸、风速和偏转角度。

7.根据权利要求5所述的用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，下三次风由原有的布置在锅炉四角的三次风管道上引出，并在上、下三次风管道安装调节阀门。

8.根据权利要求5所述的用于切向燃烧无烟煤锅炉提高锅炉燃烧经济性的方法，其特征在于，上、下三次风比例能够调节，在锅炉60％负荷以上，下三次风所占比例为50～100％；在60％负荷以下，下三次风所占比例为0～50％。